CN110885630A - 有机硅水性耐高温特种涂料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机硅水性耐高温特种涂料，包括按重量份计的下述组分：有机硅树脂乳液20‑45份，改性丙烯酸乳液5‑30份，水性分散剂0.5‑1份，水性表面活性剂0.2‑0.5份，水性基材润湿剂0.2‑0.5份，成膜助剂1‑4份，PH调节剂酸碱中和剂0.5‑3份，增稠剂0.1‑1份，附着力促进剂0.5‑1份，耐高温颜填料20‑45份环保溶剂10‑25份。本发明的一种有机硅水性耐高温特种涂料，含有耐高温的甲基苯基有机硅树脂乳液和改性丙烯酸乳液，获得了有机硅水性耐高温特种涂料，该涂料可以室温成膜，涂料稳定性好，且不发生起泡、龟裂和脱层问题，附着力、柔韧性、耐酸和耐碱、耐防腐，耐冲击性好，使用寿命长，安全无毒。

Description

有机硅水性耐高温特种涂料及制备方法
技术领域
本发明涉及有机硅水性耐高温特种涂料及制备方法，属于涂料领域。
背景技术
我国政府提出了保护环境，实施可持续发展战略，改善生态环境、节约资源的政策。因此，涂料的水性化是实现节约资源、减少污染、减轻对工人的身体危害和落实国家产业政策的有效和现实的途径。随着人们环保意识的增强以及对涂料要求的不断提高，同时具备预期效果以及防腐性能的工业水性漆收到青睐。一般来说耐高温涂料是指可长期耐受300℃以上，并能保持一定物理化学性能、使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。
目前市面常用的水性涂料耐高温性能无法满足市场需求，市场上耐高温只达到200℃左右，超过200℃以上就开裂，耐候性也差，耐防腐性能也达不到，在高温领域无法突破，不利于工业水性涂料的发展。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种有机硅水性耐高温特种涂料及制备方法，含有耐高温的甲基苯基有机硅树脂乳液和改性丙烯酸乳液，获得了有机硅水性耐高温特种涂料，该涂料可以室温成膜，涂料稳定性好，且不发生起泡、龟裂和脱层问题，附着力、柔韧性、耐酸和耐碱、耐防腐，耐冲击性好，使用寿命长，安全无毒。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的有机硅水性耐高温特种涂料，包括按重量份计的下述组分：有机硅树脂乳液20-45份，改性丙烯酸乳液5-30份，水性分散剂0.5-1份，水性表面活性剂0.2-0.5份，水性基材润湿剂0.2-0.5份，成膜助剂1-4份，PH调节剂酸碱中和剂0.5-3份，增稠剂0.1-1份，附着力促进剂0.5-1份，耐高温颜填料20-45份环保溶剂10-25份。
优选的，所述有机硅树脂乳液是一种非离子的，湖北新四海化工SH-9608甲基苯基有机硅树脂乳液，固含量为48-52％和德国瓦克
Figure BDA0002265888990000011
MPF 52F是一种含甲氧基功能性官能团的甲基苯基有机硅树脂乳液，有机硅乳液固含量为57-63％。两款硅乳液性能相同，自身清漆耐高温都可以达到350℃；但超过350℃耐高温性能就差；单一使用SH-9608甲基苯基有机硅树脂乳液和
Figure BDA0002265888990000012
MPF52F甲基苯基有机硅树脂乳液，耐高温不稳定。混拼使用，在加入改性丙烯酸乳液和耐高温填料，耐高温性能达到600℃；节约成本，性能又提高。
优选的，丙烯酸乳液为有机硅改性丙烯酸酯共聚物乳液；固含量为45-55％，采用聚合技术和螯合功能性单体有效的提高涂料耐水性、耐高温等特点
优选的，水性分散剂为BYK190或米科思855W。有效的分散配方中的颜填料，增强体系的稳定性。
优选的，水性表面活性剂为空气化工SURFYNOL 104E。有效的改善涂料润湿、流平、消泡等功能。
优选的，水性基材润湿剂为
Figure BDA0002265888990000021
Twin 4100。有效的改善底材润湿，又能防缩孔，还能促进流动和消泡性能。
优选的，成膜助剂为醇酯十二。有效的保证涂料在较宽温度范围内成膜，避免漆膜缺陷的产生。
优选的，PH调节剂酸碱中和剂为二甲基乙醇胺和AMP-95。有效的保证涂料泡沫降低控制PH值。改善涂料耐水性。
优选的，增稠剂为德国明凌TAFIGEL PUR44或
Figure BDA0002265888990000022
Gel 0625与纤维素醚类增稠剂MU825搭配有效的提高涂料的粘度，增强储存稳定性。
优选的，附着力促进剂为迈图Coatosil MP200和龙海化工2504。有效的提高乳液和基材附着力和粘合力。
优选的，环保溶剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙醇、异丙醇和去离子水的搭配两种或几种。
优选的，耐高温颜填料包括：铝浆，旭阳铝颜料，水性铝浆LX-PS9105S；富阳云母粉800目；锦昊辉煅烧高岭土；纳米二氧化锆粉，抗热震性强、耐高温极大地提高材料的性能参数，提高其断裂韧性、抗弯强度等；云母粉具有耐酸、耐碱、化学稳定性能，还具有良好的绝缘和耐热性、不燃性、防腐性。高岭土具有、绝缘性、烧结性、阻燃性、耐火性、吸附性、耐侯性、化学性能稳定、光散射率高、等优点。
水性铝浆单独做耐高温填料，耐高温性能好，但成本高，耐化学性能时间长了效果差；水性铝浆和云母粉搭配或与煅烧高岭土搭配多少都会出现附着力差或者耐水性差等指标不合格，水性铝浆只有与云母粉和煅烧高岭土三种填料搭配使用，又降低成本，又保障涂料的体系稳定性和涂层的耐高温性。耐防腐性能和耐化学性能好。
一种上述的有机硅水性耐高温特种涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照上述配比称取原料，按照上述配比称取原料，将环保溶剂(去离子水和二丙二醇甲醚)投入搅拌机，后慢速加入水性表面活性剂搅拌速度为400-600r/min，搅拌10-15分钟；
2)调整搅拌速度为700-1500r/min，在搅拌过程中加入耐高温颜填料、环保溶剂、水性分散剂、硅烷偶联剂、增稠剂然后保持1500转速r/min搅拌25-30分钟，至细度≤30μm制成浆液；
3)将步骤2得到的浆液中，依次加入有机硅树脂乳液、改性丙烯酸乳液、水性基材润湿剂、PH调节剂，并在700-900r/min转速下继续搅拌5-15min；
4)在搅拌中加入成膜助剂、环保溶剂并在700-1200r/min转速下继续搅拌10-30min；然后再加入增稠剂和环保溶剂调整粘度，搅拌均匀后得到水性耐高温涂料。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明制备的有机硅水性耐高温特种涂料，该涂料主要原料，是两款类似甲基苯基有机硅树脂乳液混拼，使耐高温性能稳定，又节约成本；与有机硅改性丙烯酸乳液和耐高温颜料，通过对加入物料的顺序、搅拌速度的调整，获得了有机硅水性耐高温特种涂料；该涂料可以室温成膜，涂料稳定性好，且不发生起泡、龟裂和脱层问题，附着力、柔韧性、耐酸和耐碱、耐防腐，耐冲击性好，使用寿命长，安全无毒，较好的耐高温性能，具有较大的应用价值与意义。
本发明获得的有机硅水性耐高温特种涂料可喷涂或刷涂，打磨性和填充性好；耐盐雾720小时漆膜置于质量浓度为5％的NaOH水溶液168h，涂层无起泡无脱落；漆膜置于质量浓度为5％硫酸水溶液中48h，涂层无起泡无脱落；漆膜置于90-100℃水煮48h，涂层无起泡无脱落；并能够耐350-550℃的高温72h以上。
具体实施方式
实施例1
配比：有机硅树脂乳液(湖北新四海SH-9608、固含量为50％)22份和(瓦克德国瓦克
Figure BDA0002265888990000031
MPF52F固含量为60％)12份，有机硅改性丙烯酸乳液(固含量为50％)8份，PH调节剂(DMEA)2份，水性分散剂(BYK-190)0.7份，水性表面活性剂(SURFYNOL104E)0.4份，水性基材润湿剂(迪高4100)0.3份，增稠剂(德国明凌TAFIGELPUR44)0.3份和(纤维素醚类增稠剂MU825)0.3份，附着力促进剂(迈图CoatosilMP200)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)1.8份，水性铝浆(旭阳铝颜料LX-PS9105S)3.5份铝浆，云母粉(800目)10份，(锦昊辉煅烧高岭土)6份，(上海超威纳米二氧化锆粉)12份，去离子水7份，环保溶剂13.2份。
制备方法：
1)按照上述配比称取原料，按照上述配比称取原料，将环保溶剂去离子水和二丙二醇甲醚等投入搅拌机，后慢速加入水性表面活性剂搅拌速度为400-600r/min，搅拌10-15分钟；
2)调整搅拌速度为700-1500r/min，在搅拌过程中加入耐高温颜填料、环保溶剂、水性分散剂、硅烷偶联剂、增稠剂然后保持1500转速r/min搅拌25-30分钟，至细度≤30μm制成浆液；
3)将步骤2得到的浆液中，依次加入有机硅树脂乳液、改性丙烯酸乳液、水性基材润湿剂、PH调节剂，并在700-900r/min转速下继续搅拌5-15min；
4)在搅拌中加入成膜助剂、环保溶剂并在700-1200r/min转速下继续搅拌10-30min；然后再加入增稠剂和环保溶剂调整粘度，搅拌均匀后得到水性耐高温涂料。
实施例2
配比：有机硅树脂乳液(湖北新四海SH-9608、固含量为50％)35份，有机硅改性丙烯酸乳液(固含量为50％)10份，PH调节剂(AMP-95)0.5份，水性分散剂(米科思855W)0.9份，水性表面活性剂(SURFYNOL104E)0.4份，水性基材润湿剂(迪高4100)0.3份，增稠剂(
Figure BDA0002265888990000043
Gel0625)0.3份和(纤维素醚类增稠剂MU825)0.4份，附着力促进剂(龙海化工2504)0.7份，成膜助剂(醇酯十二)2份，云母粉(800目)6份，(锦昊辉煅烧高岭土)13份，(上海超威纳米二氧化锆粉)7份，去离子水9份，环保溶剂14.5份。
制备方法：同实施例1。
实施例3
有机硅树脂乳液(瓦克德国瓦克
Figure BDA0002265888990000041
MPF52F固含量为60％)32份，有机硅改性丙烯酸乳液(固含量为50％)12份，PH调节剂(AMP-95)0.6份，水性分散剂(BYK-190)0.6份，水性表面活性剂(SURFYNOL104E)0.4份，水性基材润湿剂(迪高4100)0.3份，增稠剂(德国明凌TAFIGELPUR44)0.3份和(纤维素醚类增稠剂MU825)0.3份，附着力促进剂(迈图CoatosilMP200)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)2.5份，云母粉(800目)14份，(锦昊辉煅烧高岭土)7份，(上海超威纳米二氧化锆粉)7份去离子水7.5份，环保溶剂15份。
制备方法：同实施例1。
实施例4
配比：有机硅树脂乳液(湖北新四海SH-9608、固含量为50％)24份和(瓦克德国瓦克
Figure BDA0002265888990000042
MPF52F固含量为60％)20份，有机硅改性丙烯酸乳液(固含量为50％)15份，PH调节剂(DMEA)3份，水性分散剂(BYK-190)0.5份，水性表面活性剂(SURFYNOL104E)0.5份，水性基材润湿剂(迪高4100)0.3份，增稠剂(德国明凌TAFIGELPUR44)0.3份和(纤维素醚类增稠剂MU825)0.3份，附着力促进剂(迈图CoatosilMP200)0.5份，成膜助剂(醇酯十二)3份，水性铝浆(旭阳铝颜料LX-PS9105S)10份，(上海超威纳米二氧化锆粉)11份去离子水3.6份，环保溶剂8份。
制备方法：同实施例1。
检测结果
根据检测指标对实施例1-4的有机硅水性耐高温特种涂料进行检测，得到结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002265888990000051
由表1可以看出，实施例1中的各组分用量最佳搭配，获得的涂料耐高温性能和机械性能优异；实施例4调整水性有机硅树脂乳液的比例1:1，增加耐高温颜填料，获得的涂料耐高温性能和机械性能优异，但成本增加；实施例2中使用一种有机硅树脂，减少耐高温颜填料用量，增加煅烧高岭土在高温下脱落，附着力差，耐冲击差，耐热水性不达标，在高温下脱落；实施例3中使用另一种有机硅树脂，不使用耐高温颜填料铝浆和增加云母粉用量，耐热水性不达标耐盐雾500小时起泡，在高温下脱落。
本产品与溶剂型耐高温涂料产品相比，属于可持续发展的绿色环保产品，既保证了产品的性能稳定；也为施工单位节省成本，减少涂料对环境的污染和施工人员的身体危害，具有不燃、不爆等特点；本技术引入有机硅树脂乳液与改性有机硅丙烯酸酯共聚物乳液相结合、加入耐高温颜填料使产品具有硬度高、附着力好，优异的耐盐雾、耐水性、耐高温、耐酸碱等性能，还有美观装饰效果，可完全取代溶剂型耐高温涂料。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种有机硅水性耐高温特种涂料，其特征在于：包括按重量份计的下述组分：有机硅树脂乳液20-45份，改性丙烯酸乳液5-30份，水性分散剂0.5-1份，水性表面活性剂0.2-0.5份，水性基材润湿剂0.2-0.5份，成膜助剂1-4份，PH调节剂酸碱中和剂0.5-3份，增稠剂0.1-1份，附着力促进剂0.5-1份，耐高温颜填料20-45份，环保溶剂10-25份。
2.根据权利要求1所述的有机硅水性耐高温特种涂料，其特征在于：所述有机硅树脂乳液包含固含量为48-52％的SH-9608甲基苯基有机硅树脂乳液和有机硅乳液固含量为57-63％的
Figure FDA0002265888980000013
MPF52F。
3.根据权利要求1所述的有机硅水性耐高温特种涂料，其特征在于：所述丙烯酸乳液为有机硅改性丙烯酸酯共聚物乳液，固含量为45-55％。
4.根据权利要求1所述的有机硅水性耐高温特种涂料，其特征在于：所述水性分散剂为BYK190或米科思855W。
5.根据权利要求1所述的有机硅水性耐高温特种涂料，其特征在于：所述水性表面活性剂为空气化工SURFYNOL104E；水性基材润湿剂为
Figure FDA0002265888980000011
Twin4100；成膜助剂为醇酯十二；PH调节剂酸碱中和剂为二甲基乙醇胺和AMP-95。
6.根据权利要求1所述的有机硅水性耐高温特种涂料，其特征在于：所述增稠剂为德国明凌TAFIGELPUR44或
Figure FDA0002265888980000012
Gel0625与纤维素醚类增稠剂MU825搭配；附着力促进剂为迈图CoatosilMP200和龙海化工2504；环保溶剂为二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、乙醇、异丙醇和去离子水中搭配两种或几种。
7.根据权利要求1所述的有机硅水性耐高温特种涂料，其特征在于：所述耐高温颜填料包括：铝浆；富阳云母粉800目；金源实业JYA-15煅烧高岭土；纳米二氧化锆粉，搭配两种或几种。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的有机硅水性耐高温特种涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按照上述配比称取原料，按照上述配比称取原料，将环保溶剂(去离子水和二丙二醇甲醚)投入搅拌机，后慢速加入水性表面活性剂搅拌速度为400-600r/min，搅拌10-15分钟；
2)调整搅拌速度为700-1500r/min，在搅拌过程中加入耐高温颜填料、环保溶剂、水性分散剂、硅烷偶联剂、增稠剂然后保持1500转速r/min搅拌25-30分钟，至细度≤30μm制成浆液；
3)将步骤2得到的浆液中，依次加入有机硅树脂乳液、改性丙烯酸乳液、水性基材润湿剂、PH调节剂，并在700-900r/min转速下继续搅拌5-15min；
4)在搅拌中加入成膜助剂、环保溶剂并在700-1200r/min转速下继续搅拌10-30min；然后再加入增稠剂和环保溶剂调整粘度，搅拌均匀后得到水性耐高温涂料。
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